CN104535143B - 一种可在船舶摇晃环境下进行称量的称量系统及称量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可在船舶摇晃环境下进行称量的称量系统，其特征在于：所述的称量系统包括主传感器（1）和标定传感器（2），在标定传感器（2）下方悬挂有标定砝码（3），主传感器（1）和标定传感器（2）均通过WIFI串口模块（4）与数据处理显示终端（5）相连。这是一种能够在船舶摇晃的状态下进行测量，并自动获得较为准确的称量值的称量系统，以及利用该系统进行称量的称量方法。

Description

一种可在船舶摇晃环境下进行称量的称量系统及称量方法

技术领域

本发明涉及一种称量系统和称量方法。

背景技术

在进行海产品养殖和交易的过程中，（如贝苗收购、海产品捕捞等），或者其他物品的海上交易时，经常需要在运行或锚泊的船舶上进行称量，在称量的过程中，存在如下问题：

（1）由于船舶的摇晃和晃荡，而导致称量结果误差较大；

（2）在利用吊秤称量大吨位的重量时，操作人员需要靠近称量装置进行操作和读数，一方面劳动强度高，另一方面存在很大的危险；

（3）重量数据的读取由操作人员随机进行，存在人为偏高或偏低的现象。

由于上述问题的存在，而导致重量数据不真实，无法保证船上交易的公平性，或者在养殖过程中收集的数据不客观而导致无法实现养殖过程的精细化管理。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种能够在船舶摇晃的状态下进行测量，并自动获得较为准确的称量值的称量系统，以及利用该系统进行称量的称量方法。

本发明的技术解决方案是：一种可在船舶摇晃环境下进行称量的称量系统，其特征在于：所述的称量系统包括主传感器1和标定传感器2，在标定传感器2下方悬挂有标定砝码3，主传感器1和标定传感器2均通过WIFI串口模块4与数据处理显示终端5相连。

一种利用如上所述的可在船舶摇晃环境下进行称量的称量系统进行称量的称量方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤进行：

首先将需要称量的待测物悬挂在主传感器1下方，将质量为的标定砝码3悬挂在标定传感器2下方，在相同的时间段内测得n个待测物的重量数据和n个标定砝码3的重量数据，i=0～n，其中第i次称量的待测物的重量为，第i次称量的标定砝码3的重量为，则有公式，获得项数为n的重量数据序列，利用公式计算n个待测物重量数据的平均值，计算重量数据与平均值之间的偏差；，设定偏差值10%为标准偏差，将大于标准偏差的异常数据所对应的m个重量数据从项数为n的重量数据序列中剔除，剩余的重量数据形成新的项数为n-m的重量数据序列，对该数列的第2至第n-m-2个重量数据利用加权移动平均滤波法对数据进行五点三次多项式对称平滑处理，公式如下：

，

然后求所有平滑处理后的重量数据的平均值，该平均值即为待测物的测量值。

所述的数据处理显示终端5为智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式机。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种船载称量系统，其结构简单，方便实用，利用它以及本申请所公开的称量方法，能够有效的减少甚至消除船舶在摇晃环境下进行称量过程中所产生的重量误差，保证摇晃状态下称量的准确性和公平性，并且测量结果的数据是自动计算和显示的，还能够让操作人员从船载称量过程中的高强度劳动和危险作业环境中解脱出来，极大地提高生产效率。因此可以说这种称量系统和称量方法具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明所公开的称量方法对物体进行称量的重量趋势图。

图3为本发明所公开的称量方法对标定砝码进行称量的重量趋势图。

图4为本发明所公开的称量方法对物体进行标定后称量重量趋势图。

图5为本发明所公开的称量方法对物体进行称量后获得的重量误差趋势图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至图5所示：一种可在船舶摇晃环境下进行称量的称量系统，它包括一个主传感器1和标定传感器2，在所述的标定传感器2的下方悬挂有标定砝码3，而上述的主传感器1和标定传感器2均通过WIFI串口模块4与数据处理显示终端5相连，这里的数据处理显示终端5可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式机中的一种。

在利用上述船载称量系统进行称量时，按照以下步骤进行：首先将需要称量的待测物悬挂在主传感器1下方，将质量为的标定砝码3悬挂在标定传感器2下方，在相同的时间段内测得n个待测物的重量数据和n个标定砝码3的重量数据，i=0～n，其中第i次称量的待测物的重量为，第i次称量的标定砝码3的重量为，设测量时由于船舶的晃动而导致主传感器1的称量点的垂向加速度为，按照牛顿定律，对于待测物和标定砝码3存在以下平衡方程：

二式相除，得到：，该公式的目的是利用标准砝码来消除摇晃对称重的影响，且这一过程称之为标定，每一个进行上述处理，得到一个项数为n的重量数据序列，利用公式计算n个待测物重量数据的平均值，并计算每一个重量数据与平均值之间的相对偏差，然后设定偏差值为10%为标准偏差，将大于标准误差的 _i所对应的m个重量数据从项数为n的重量数据序列中剔除，剩余的重量数据形成新的项数为n-m的重量数据序列，对该数列的第2至第n-m-2个重量数据利用加权移动平均滤波法对数据进行五点三次多项式对称平滑处理，公式如下：

，

然后求所有平滑处理后的重量数据的平均值，该平均值即为待测物的测量值。

举例说明如下：

取40个采样数据，物体称量重量、相应的标定砝码称量重量、标定砝码实际重量、标定后物体的重量等各数据如下表所示。

标定后求得物体称量重量平均值为492.2kg，计算各标定后重量数据与平均值的相对偏差后可看出，第19和第30个重量数据的相对偏差超过10%，剔除这两个数据后，对其他38个数据进行平滑处理，处理后数据如表中最后一行，最后，再对平滑处理后的38个数据求平均值得到物体的称量重量为494.1kg，与其实际重量492kg相比较，其误差为0.43%。

说明：重量单位为kg

图2和图3分别显示了物体与标定砝码的称量重量趋势图，从图中可看出，物体与砝码的重量随船舶摇晃而在其真实重量航速据附近上下波动，而且波动的频率基本一致。经过标定后，物体的重量趋势图如图4所示；从图中可见，除了一些奇异点（异常数据）外，其他数据的波动范围明显缩小；剔除这些奇异数据并经过平滑处理后，其称量重量数据与其真实重量数据的相对误差（如图5所示）绝大部分都在1%以内。

Claims (1)

1.一种利用可在船舶摇晃环境下进行称量的称量系统进行称量的称量方法，其特征在于：所述的称量系统包括主传感器（1）和标定传感器（2），在标定传感器（2）下方悬挂有标定砝码（3），主传感器（1）和标定传感器（2）均通过WIFI串口模块（4）与数据处理显示终端（5）相连，

所述的方法按照以下步骤进行：

首先将需要称量的待测物悬挂在主传感器（1）下方，将质量为的标定砝码（3）悬挂在标定传感器（2）下方，在相同的时间段内测得n个待测物的重量数据和n个标定砝码（3）的重量数据，i=0～n，其中第i次称量的待测物的重量为，第i次称量的标定砝码（3）的重量为，则有公式，获得项数为n的重量数据序列，利用公式计算n个待测物重量数据的平均值，计算重量数据与平均值之间的偏差，，设定偏差值10%为标准偏差，将大于标准偏差的异常数据所对应的m个重量数据从项数为n的重量数据序列中剔除，剩余的重量数据形成新的项数为n-m的重量数据序列，对该数列的第2至第n-m-2个重量数据利用加权移动平均滤波法对数据进行五点三次多项式对称平滑处理，公式如下：

，

然后求所有平滑处理后的重量数据的平均值，该平均值即为待测物的测量值。